1953. gada 12. augustā pulksten 7:30 Semipalatinskas poligonā tika izmēģināta pirmā padomju ūdeņraža bumba, kurai bija pakalpojuma nosaukums "Produkts RDS-6c". Tas bija ceturtais padomju kodolieroča izmēģinājums.
Pirmais darbs pie kodoltermiskās programmas PSRS aizsākās 1945. gadā. Tad tika saņemta informācija par ASV veiktajiem pētījumiem par kodoltermiskās problēmas. Tos ierosināja amerikāņu fiziķis Edvards Tellers 1942. gadā. Par pamatu tika ņemta Tellera koncepcija par kodolieročiem, kas padomju kodolzinātnieku aprindās saņēma nosaukumu "caurule" - cilindrisks konteiners ar šķidru deitēriju, kuru vajadzēja uzkarsēt, sprāgstot iniciatorei, piemēram, parastai. atombumba. Tikai 1950. gadā amerikāņi atklāja, ka "caurule" nav perspektīva, un viņi turpināja izstrādāt citus dizainus. Bet līdz tam laikam padomju fiziķi jau bija neatkarīgi izstrādājuši citu kodolieroču koncepciju, kas drīz vien - 1953. gadā - noveda pie panākumiem.
Andrejs Saharovs nāca klajā ar alternatīvu ūdeņraža bumbas shēmu. Bumbas pamatā bija ideja par "puff" un litija-6 deuterīda izmantošanu. RDS-6s kodoltermiskais lādiņš, kas izstrādāts KB-11 (šodien tā ir Sarovas pilsēta, bijušais Arzamas-16, Ņižņijnovgorodas apgabals), bija sfēriska urāna un kodoltermiskās degvielas slāņu sistēma, ko ieskauj ķīmiska sprāgstviela.
Lai palielinātu lādiņa enerģijas izdalīšanos, tā projektēšanā tika izmantots tritijs. Galvenais uzdevums, veidojot šādu ieroci, bija izmantot atombumbas sprādziena laikā izdalīto enerģiju smagā ūdeņraža - deitērija uzsildīšanai un aizdedzināšanai, lai veiktu kodoltermiskās reakcijas ar enerģijas izdalīšanos, kas spēj sevi uzturēt. Lai palielinātu "sadedzinātā" deitērija īpatsvaru, Saharovs ierosināja apņemt deitēriju ar parastā dabiskā urāna apvalku, kam vajadzēja palēnināt izplešanos un, pats galvenais, būtiski palielināt deitērija blīvumu. Kodoldegvielas jonizācijas saspiešanas fenomens, kas kļuva par pirmās padomju ūdeņraža bumbas pamatu, joprojām tiek saukts par "saharizāciju".
Saskaņā ar pirmās ūdeņraža bumbas izstrādes rezultātiem Andrejs Saharovs saņēma Sociālistiskā darba varoņa titulu un Staļina balvas laureātu.
"Produkts RDS-6s" tika izgatavots 7 tonnas smagas transportējamas bumbas veidā, kas tika ievietots bumbvedēja Tu-16 bumbas lūkā. Salīdzinājumam – amerikāņu radītā bumba svēra 54 tonnas un bija trīsstāvu mājas lielumā.
Lai novērtētu jaunās bumbas postošo ietekmi, Semipalatinskas izmēģinājumu poligonā no rūpnieciskām un administratīvajām ēkām tika uzcelta pilsēta. Kopumā laukumā bija 190 dažādas konstrukcijas. Šajā testā pirmo reizi tika izmantotas radioķīmisko paraugu vakuuma ieplūdes, kas automātiski atvērās trieciena viļņa iedarbībā. Kopumā RDS-6 testēšanai tika sagatavotas 500 dažādas mērīšanas, ierakstīšanas un filmēšanas ierīces, kas uzstādītas pazemes kazemātos un cietās grunts konstrukcijās. Aviācija un testu tehniskais nodrošinājums - triecienviļņa spiediena mērīšana uz gaisa kuģi gaisā produkta sprādziena brīdī, gaisa paraugu ņemšana no radioaktīvā mākoņa, teritorijas aerofotografēšana veikta ar speciālu lidojumu. vienība. Bumba tika uzspridzināta attālināti, dodot signālu no tālvadības pults, kas atradās bunkurā.
Tika nolemts veikt sprādzienu uz 40 metrus augsta tērauda torņa, lādiņš atradās 30 metru augstumā. Iepriekšējo pārbaužu radioaktīvā grunts tika aizvākta drošā attālumā, speciālās konstrukcijas pārbūvētas savās vietās uz veciem pamatiem, 5 metrus no torņa izbūvēts bunkurs, lai uzstādītu PSRS Zinātņu akadēmijas Ķīmiskās fizikas institūtā izstrādātās iekārtas. , kas reģistrē kodoltermiskos procesus.
Uz lauka tika uzstādīts visu veidu karaspēka militārais aprīkojums. Pārbaužu laikā tika iznīcinātas visas eksperimentālās struktūras līdz četru kilometru rādiusā. Ūdeņraža bumbas sprādziens var pilnībā iznīcināt pilsētu 8 kilometru garumā. Vides sekas sprādzieni bija šausminoši: pirmajā sprādzienā 82% stroncija-90 un 75% cēzija-137.
Bumbas jauda sasniedza 400 kilotonnas, kas ir 20 reizes vairāk nekā pirmās atombumbas ASV un PSRS.
Darbs pie ūdeņraža bumbas izveides bija pasaulē pirmā intelektuālā "prātu cīņa" patiesi globālā mērogā. Ūdeņraža bumbas radīšana aizsāka pilnīgi jaunu zinātnes jomu rašanos - augstas temperatūras plazmas fiziku, īpaši augstu enerģijas blīvumu fiziku un anomālu spiedienu fiziku. Pirmo reizi cilvēces vēsturē matemātiskā modelēšana tika izmantota plašā mērogā.
Darbs pie "RDS-6s produkta" izveidoja zinātniski tehnisko rezervi, kas pēc tam tika izmantota nesalīdzināmi progresīvākas principiāli jauna tipa ūdeņraža bumbas izstrādē - divpakāpju konstrukcijas ūdeņraža bumbas izstrādē.
Saharova konstruētā ūdeņraža bumba kļuva ne tikai par nopietnu pretargumentu ASV un PSRS politiskajā konfrontācijā, bet arī izraisīja strauju padomju kosmonautikas attīstību šajos gados. Tieši pēc veiksmīgiem kodolizmēģinājumiem Koroļeva projektēšanas birojs saņēma svarīgu valdības uzdevumu izstrādāt starpkontinentālo ballistisko raķeti, lai radīto lādiņu nogādātu mērķī. Pēc tam raķete, ko sauca par "septiņiem", kosmosā palaida pirmo Zemes mākslīgo pavadoni, un tieši uz tā startēja pirmais planētas kosmonauts Jurijs Gagarins.
Materiāls sagatavots, pamatojoties uz informāciju no atklātajiem avotiem
Raksta saturs
H-BOMB, lielas iznīcinošas jaudas ieroči (no megatonnām TNT ekvivalentā), kuru darbības princips ir balstīts uz vieglo kodolu kodolsintēzes reakciju. Sprādziena enerģijas avots ir procesi, kas līdzīgi tiem, kas notiek uz Saules un citām zvaigznēm.
kodoltermiskās reakcijas.
Saules iekšpuse satur milzīgu daudzumu ūdeņraža, kas atrodas superaugstas saspiešanas stāvoklī apm. 15 000 000 K. Pie tik augstas temperatūras un plazmas blīvuma ūdeņraža kodoli pastāvīgi saskaras viens ar otru, daži no tiem beidzas ar to saplūšanu un galu galā ar smagāku hēlija kodolu veidošanos. Šādas reakcijas, ko sauc par kodolsintēzi, pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās. Saskaņā ar fizikas likumiem enerģijas izdalīšanās kodolsintēzes laikā ir saistīta ar to, ka, veidojoties smagākam kodolam, daļa no tā sastāvā iekļauto vieglo kodolu masas tiek pārvērsta kolosālā enerģijas daudzumā. Tieši tāpēc Saule, kam ir gigantiska masa, zaudē apm. 100 miljardus tonnu matērijas un atbrīvo enerģiju, pateicoties kam kļuva iespējama dzīvība uz Zemes.
Ūdeņraža izotopi.
Ūdeņraža atoms ir vienkāršākais no visiem esošajiem atomiem. Tas sastāv no viena protona, kas ir tā kodols, ap kuru griežas viens elektrons. Rūpīgi pētījumi par ūdeni (H 2 O) ir parādījuši, ka tajā ir niecīgs daudzums "smagā" ūdens, kas satur ūdeņraža "smago izotopu" - deitēriju (2 H). Deitērija kodols sastāv no protona un neitrona, neitrālas daļiņas, kuras masa ir tuvu protona masai.
Ir trešais ūdeņraža izotops, tritijs, kura kodolā ir viens protons un divi neitroni. Tritijs ir nestabils un tiek pakļauts spontānai radioaktīvai sabrukšanai, pārvēršoties par hēlija izotopu. Tritija pēdas ir atrastas Zemes atmosfērā, kur tas veidojas kosmisko staru mijiedarbības rezultātā ar gaisu veidojošām gāzes molekulām. Tritija saņemšana ar mākslīgiem līdzekļiem iekšā kodolreaktors, apstarojot litija-6 izotopu ar neitronu plūsmu.
Ūdeņraža bumbas izstrāde.
Iepriekšēja teorētiskā analīze parādīja, ka kodolsintēzi visvieglāk var veikt deitērija un tritija maisījumā. Pamatojoties uz to, ASV zinātnieki 50. gadu sākumā sāka īstenot projektu, lai izveidotu ūdeņraža bumbu (HB). Pirmie kodolierīces modeļa testi tika veikti Enivetokas izmēģinājumu poligonā 1951. gada pavasarī; kodolsintēze bija tikai daļēja. Ievērojami panākumi tika gūti 1951. gada 1. novembrī, izmēģinot masīvu kodolierīci, kuras sprādziena jauda bija 4 x 8 Mt trotila ekvivalentā.
Pirmā ūdeņraža aviācijas bumba tika uzspridzināta PSRS 1953. gada 12. augustā, bet 1954. gada 1. martā amerikāņi uzspridzināja jaudīgāku (apmēram 15 Mt) aviācijas bumbu Bikini atolā. Kopš tā laika abas lielvaras ir detonējušas modernus megatonu ieročus.
Sprādzienu Bikini atolā pavadīja liels daudzums radioaktīvu vielu. Daži no tiem nokrita simtiem kilometru attālumā no sprādziena vietas uz Japānas zvejas kuģa Lucky Dragon, bet citi aptvēra Rongelapas salu. Tā kā kodolsintēze rada stabilu hēliju, tīri ūdeņraža bumbas sprādzienā radioaktivitātei nevajadzētu būt lielākai par kodoltermiskās reakcijas atomu detonatora radioaktivitāti. Tomēr aplūkojamajā gadījumā prognozētais un faktiskais radioaktīvo nokrišņu daudzums un sastāvs būtiski atšķīrās.
Ūdeņraža bumbas darbības mehānisms.
Ūdeņraža bumbas sprādziena laikā notiekošo procesu secību var attēlot šādi. Pirmkārt, termokodolreakcijas iniciatora lādiņš (maza atombumba) HB apvalka iekšpusē eksplodē, izraisot neitronu uzliesmojumu un radot augstu temperatūru, kas nepieciešama kodolsintēzes ierosināšanai. Neitroni bombardē ieliktni, kas izgatavota no litija deiterīda, deitērija savienojuma ar litiju (tiek izmantots litija izotops ar masas skaitli 6). Litiju-6 neitroni sadala hēlijā un tritijā. Tādējādi atomu drošinātājs rada sintēzei nepieciešamos materiālus tieši pašā bumbā.
Tad deitērija un tritija maisījumā sākas kodoltermiskā reakcija, temperatūra bumbas iekšpusē strauji paaugstinās, iesaistot arvien vairāk un vairāk liels daudzumsūdeņradis. Ar tālāku temperatūras paaugstināšanos varētu sākties reakcija starp deitērija kodoliem, kas raksturīga tīri ūdeņraža bumbai. Visas reakcijas, protams, notiek tik ātri, ka tās tiek uztvertas kā tūlītējas.
Dalīšana, sintēze, dalīšana (superbumba).
Faktiski bumbā iepriekš aprakstītā procesu secība beidzas deitērija reakcijas stadijā ar tritiju. Turklāt bumbu dizaineri izvēlējās izmantot nevis kodolu saplūšanu, bet gan to skaldīšanu. Deitērija un tritija kodolu saplūšana rada hēliju un ātrus neitronus, kuru enerģija ir pietiekami liela, lai izraisītu urāna-238 kodolu (galvenais urāna izotops, daudz lētāks nekā parastajās atombumbās izmantotais urāns-235) skaldīšanu. Ātrie neitroni sadala superbumbas urāna apvalka atomus. Vienas tonnas urāna skaldīšana rada enerģiju, kas līdzvērtīga 18 Mt. Enerģija iet ne tikai uz sprādzienu un siltuma izdalīšanos. Katrs urāna kodols ir sadalīts divos ļoti radioaktīvos "fragmentos". Dalīšanās produkti ietver 36 dažādus ķīmiskie elementi un gandrīz 200 radioaktīvo izotopu. Tas viss veido radioaktīvos nokrišņus, kas pavada superbumbu sprādzienus.
Pateicoties unikāls dizains un aprakstītais darbības mehānisms, šāda veida ieročus var padarīt patvaļīgi spēcīgus. Tas ir daudz lētāks nekā tādas pašas jaudas atombumbas.
Sprādziena sekas.
Trieciena vilnis un termiskais efekts.
Superbumbas sprādziena tiešā (primārā) ietekme ir trīskārša. Acīmredzamākā no tiešajām sekām ir milzīgas intensitātes triecienvilnis. Tās trieciena stiprums, atkarībā no bumbas jaudas, sprādziena augstuma virs zemes un reljefa rakstura, samazinās līdz ar attālumu no sprādziena epicentra. Sprādziena termisko efektu nosaka tie paši faktori, bet, turklāt, tas ir atkarīgs arī no gaisa caurspīdīguma – migla krasi samazina attālumu, kurā termiskā zibspuldze var radīt nopietnus apdegumus.
Pēc aprēķiniem, sprādziena gadījumā 20 megatonu bumbas atmosfērā cilvēki paliks dzīvi 50% gadījumu, ja viņi 1) patversies pazemes dzelzsbetona nojumē aptuveni 8 km attālumā no sprādziena epicentrs (EW), 2) atrodas parastās pilsētas ēkās aptuveni . 15 km no EV, 3) bija ieslēgti atklāta telpa attālumā apm. 20 km no EV. Sliktas redzamības apstākļos un vismaz 25 km attālumā, ja atmosfēra ir skaidra, cilvēkiem atklātās vietās izdzīvošanas iespējamība strauji palielinās līdz ar attālumu no epicentra; 32 km attālumā tā aprēķinātā vērtība ir lielāka par 90%. Teritorija, kurā sprādziena laikā izstarojošais starojums izraisa letālu iznākumu, ir salīdzinoši mazs pat lielas ienesīguma superbumbas gadījumā.
Uguns bumba.
Atkarībā no ugunsbumbā iesaistītā degošā materiāla sastāva un masas var veidoties milzīgas pašpietiekamas uguns vētras, kas plosās daudzas stundas. Tomēr visbīstamākās (kaut arī sekundārās) sprādziena sekas ir radioaktīvais piesārņojums. vide.
Izkrist.
Kā tie veidojas.
Bumbai eksplodējot, iegūtā ugunsbumba ir piepildīta ar milzīgu daudzumu radioaktīvo daļiņu. Parasti šīs daļiņas ir tik mazas, ka, nokļūstot atmosfēras augšējos slāņos, tās var tur palikt ilgu laiku. Bet, ja uguns bumba nonāk saskarē ar Zemes virsmu, visu, kas atrodas uz tās, tā pārvēršas par sarkanīgi karstiem putekļiem un pelniem un ievelk tos ugunīgā viesuļvētrā. Liesmas virpulī tie sajaucas un saistās ar radioaktīvām daļiņām. Radioaktīvie putekļi, izņemot lielākos, nenosēžas uzreiz. Smalkākus putekļus aiznes radies sprādziena mākonis un pamazām izkrīt, virzoties pa vējam. Tieši sprādziena vietā radioaktīvie nokrišņi var būt ārkārtīgi intensīvi - galvenokārt rupji putekļi, kas nosēžas uz zemes. Simtiem kilometru no sprādziena vietas un lielākos attālumos, mazs, bet tomēr acij redzams pelnu daļiņas. Bieži tie veido sniegam līdzīgu segu, kas ir nāvējošs ikvienam, kas pagadās tuvumā. Pat mazākas un neredzamas daļiņas, pirms tās nosēžas uz zemes, var klīst atmosfērā mēnešiem un pat gadiem, staigājot apkārt. Zeme. Līdz brīdim, kad tie izkrīt, to radioaktivitāte ir ievērojami vājināta. Visbīstamākais ir stroncija-90 starojums ar pussabrukšanas periodu 28 gadi. Tās krišana ir skaidri novērota visā pasaulē. Apmetoties uz lapotnes un zāles, viņš iekrīt pārtikas ķēdes, ieskaitot cilvēkus. Tā rezultātā lielākajā daļā valstu iedzīvotāju kaulos ir atrasts ievērojams, lai gan vēl ne bīstams, stroncija-90 daudzums. Stroncija-90 uzkrāšanās cilvēka kaulos ir ļoti bīstama ilgtermiņā, jo tā izraisa ļaundabīgu kaulu audzēju veidošanos.
Ilgstošs teritorijas piesārņojums ar radioaktīviem nokrišņiem.
Karadarbības gadījumā ūdeņraža bumbas izmantošana izraisīs tūlītēju teritorijas radioaktīvo piesārņojumu apm. 100 km no sprādziena epicentra. Superbumbas sprādziena gadījumā tiks piesārņota desmitiem tūkstošu kvadrātkilometru liela teritorija. Šāds milzīgs iznīcināšanas laukums ar vienu bumbu padara to par pilnīgi jaunu ieroča veidu. Pat ja superbumba netrāpa mērķī, t.i. netrāpīs objektam ar triecientermisku iedarbību, sprādzienu pavadošais starojums un radioaktīvie nokrišņi padarīs apkārtējo telpu neapdzīvojamu. Šādi nokrišņi var turpināties daudzas dienas, nedēļas un pat mēnešus. Atkarībā no to skaita starojuma intensitāte var sasniegt nāvējošu līmeni. Lai pilnībā nosegtu, pietiek ar salīdzinoši nelielu superbumbu skaitu liela valsts nāvējošu radioaktīvo putekļu slānis visam dzīvajam. Tādējādi superbumbas izveide iezīmēja laikmeta sākumu, kad kļuva iespējams veselus kontinentus padarīt par neapdzīvojamiem. Pat vēlāk ilgu laiku pēc tiešas radioaktīvo nokrišņu iedarbības beigām saglabāsies izotopu, piemēram, stroncija-90, augstās radiotoksicitātes radītās briesmas. Ar pārtiku, kas audzēta augsnē, kas ir piesārņota ar šo izotopu, radioaktivitāte nonāks cilvēka ķermenī.
H-bumba
kodoltermiskais ierocis- masu iznīcināšanas ieroča veids, kura iznīcinošā spēka pamatā ir vieglo elementu kodolsintēzes reakcijas enerģijas izmantošana smagākos (piemēram, divu deitērija (smagā ūdeņraža) atomu kodolu saplūšana). vienā hēlija atoma kodolā), kurā izdalās milzīgs enerģijas daudzums. Tā kā kodolieročiem ir tādi paši kaitīgie faktori kā kodolieročiem, tiem ir daudz lielāka sprādziena jauda. Teorētiski to ierobežo tikai pieejamo komponentu skaits. Jāatzīmē, ka radioaktīvais piesārņojums no kodoltermiskā sprādziena ir daudz vājāks nekā no atomu sprādziena, īpaši attiecībā uz sprādziena jaudu. Tas deva pamatu kodoltermiskos ieročus saukt par "tīriem". Šis termins, kas parādījās angļu valodas literatūrā, tika pārtraukts 70. gadu beigās.
vispārīgs apraksts
Kodoltermisko sprādzienbīstamu ierīci var uzbūvēt, izmantojot vai nu šķidru deitēriju, vai gāzveida saspiestu deitēriju. Bet kodoltermisko ieroču parādīšanās kļuva iespējama tikai pateicoties litija hidrīda dažādībai - litija-6 deuterīdam. Tas ir smagā ūdeņraža izotopa - deitērija un litija izotopa savienojums ar masas skaitli 6.
Litija-6 deiterīds - ciets, kas ļauj uzglabāt deitēriju (kura normālais stāvoklis normālos apstākļos ir gāze) pozitīvā temperatūrā, turklāt tā otrais komponents litijs-6 ir izejviela vistrūcīgākā ūdeņraža izotopa tritija iegūšanai. Faktiski 6 Li ir vienīgais rūpnieciskais tritija avots:
Agrīnā ASV kodoltermiskā munīcija izmantoja arī dabisko litija deiterīdu, kas satur galvenokārt litija izotopu ar masas skaitli 7. Tas kalpo arī kā tritija avots, taču tam neitronu, kas piedalās reakcijā, enerģijai ir jābūt 10 MeV un augstāks.
Lai radītu neitronus un temperatūru, kas nepieciešama kodoltermiskās reakcijas sākšanai (apmēram 50 miljoni grādu), ūdeņraža bumbā vispirms eksplodē neliela atombumba. Sprādzienu pavada strauja temperatūras paaugstināšanās, elektromagnētiskā radiācija, kā arī spēcīgas neitronu plūsmas rašanās. Neitronu reakcijas rezultātā ar litija izotopu veidojas tritijs.
Deitērija un tritija klātbūtne atombumbas sprādziena augstā temperatūrā ierosina kodoltermisko reakciju (234), kas nodrošina galveno enerģijas izdalīšanos ūdeņraža (termonukleārās) bumbas sprādziena laikā. Ja bumbas korpuss ir izgatavots no dabiskā urāna, tad ātrie neitroni (aizvadot 70% reakcijas laikā izdalītās enerģijas (242)) izraisa tajā jaunu ķēdes nekontrolētu skaldīšanas reakciju. Ir trešā ūdeņraža bumbas sprādziena fāze. Tādā veidā tiek radīts praktiski neierobežotas jaudas kodoltermiskais sprādziens.
Papildu kaitīgs faktors ir neitronu starojums, kas rodas ūdeņraža bumbas sprādziena laikā.
Kodolmunīcijas iekārta
Termonukleārā munīcija pastāv gan aviācijas bumbu veidā ( ūdeņradis vai kodoltermiskā bumba), kā arī ballistisko un spārnoto raķešu kaujas galviņas.
Stāsts
PSRS
Pirmkārt padomju projekts kodoltermiskā ierīce atgādināja kārtiņu kūku, saistībā ar kuru tā saņēma koda nosaukumu "Sloyka". Dizainu 1949. gadā (pat pirms pirmās padomju kodolbumbas izmēģinājuma) izstrādāja Andrejs Saharovs un Vitālijs Ginzburgs, un tam bija atšķirīga lādiņa konfigurācija nekā tagad slavenajam dalītajam Tellera-Ulam dizainam. Lādījumā skaldāmā materiāla slāņi mijās ar kodolsintēzes degvielas slāņiem – litija deuterīdu, kas sajaukts ar tritiju ("Saharova pirmā ideja"). Kodolsintēzes lādiņš, kas atrodas ap skaldīšanas lādiņu, maz palielināja ierīces kopējo jaudu (modernās Teller-Ulam ierīces var dot reizināšanas koeficientu līdz pat 30 reizēm). Turklāt skaldīšanas un saplūšanas lādiņu zonas tika mijas ar parasto sprāgstvielu - primārās skaldīšanas reakcijas ierosinātāju, kas vēl vairāk palielināja nepieciešamo parasto sprāgstvielu masu. Pirmā Sloyka tipa iekārta tika pārbaudīta 1953. gadā un Rietumos tika nosaukta par "Jo-4" (pirmie padomju kodolizmēģinājumi tika šifrēti no Džozefa (Džozefa) Staļina amerikāņu segvārda "Tēvocis Džo"). Sprādziena jauda bija līdzvērtīga 400 kilotonnām ar efektivitāti tikai 15 - 20%. Aprēķini parādīja, ka nereaģējušā materiāla izplešanās novērš jaudas palielināšanos virs 750 kilotonnām.
Pēc 1952. gada novembrī ASV veiktā Evie Mike testa, kas pierādīja megatonnu bumbu iespējamību, Padomju savienība sāka strādāt pie cita projekta. Kā savos memuāros minēja Andrejs Saharovs, “otro ideju” Ginzburgs izvirzīja jau 1948. gada novembrī un ierosināja bumbā izmantot litija deuterīdu, kas, apstarojot ar neitroniem, veido tritiju un izdala deitēriju.
1953. gada beigās fiziķis Viktors Davidenko ierosināja primāro (skaldīšanās) un sekundāro (sintēzes) lādiņu ievietošanu atsevišķos apjomos, tādējādi atkārtojot Tellera-Ulama shēmu. Nākamo lielo soli ierosināja un izstrādāja Saharovs un Jakovs Zeļdoviči 1954. gada pavasarī. Viņš domāja izmantot rentgenstari no skaldīšanas reakcijas, lai saspiestu litija deiterīdu pirms saplūšanas ("staru sabrukšana"). Saharova "trešā ideja" tika pārbaudīta RDS-37 ar 1,6 megatonnu jaudu testos 1955. gada novembrī. Šīs idejas tālāka attīstība apstiprināja, ka praktiski nav pamata ierobežojumu attiecībā uz kodoltermisko lādiņu jaudu.
Padomju Savienība to pierādīja ar izmēģinājumiem 1961. gada oktobrī, kad uz Novaja Zemļa tika uzspridzināta 50 megatonu bumbvedēja Tu-95 piegādātā bumba. Ierīces efektivitāte bija gandrīz 97%, un sākotnēji tā bija paredzēta 100 megatonnu jaudai, kas pēc tam ar stingru projekta vadības lēmumu tika samazināta uz pusi. Tā bija visspēcīgākā kodoltermiskā ierīce, kas jebkad izstrādāta un pārbaudīta uz Zemes. Tik spēcīgs, ka tas praktiska izmantošana kā ierocis zaudēja visu jēgu, pat ņemot vērā to, ka tas jau bija pārbaudīts gatavas bumbas veidā.
ASV
Ideju par kodolsintēzes bumbu aizsāka atomu lādiņš 1941. gadā, pašā Manhetenas projekta sākumā, ierosināja Enriko Fermi savam kolēģim Edvardam Telleram. Tellers lielu daļu sava darba veltīja Manhetenas projektam, strādājot pie kodolsintēzes bumbas projekta, zināmā mērā atstājot novārtā pašu atombumbu. Viņa koncentrēšanās uz grūtībām un "velna aizstāvja" nostāja problēmu diskusijās lika Openheimeram novest Telleru un citus "problēmu" fiziķus pie sāniem.
Pirmos svarīgos un konceptuālos soļus ceļā uz sintēzes projekta realizāciju spēra Tellera līdzstrādnieks Staņislavs Ulams. Lai uzsāktu kodolsintēzi, Ulams ierosināja saspiest kodoltermisko degvielu, pirms tā sāk karsēt, šim nolūkam izmantojot primārās skaldīšanas reakcijas faktorus, kā arī novietot termokodollādiņu atsevišķi no bumbas primārās kodolkomponentes. Šie priekšlikumi ļāva kodoltermisko ieroču izstrādi pārvērst praktiskā plānā. Pamatojoties uz to, Tellers ierosināja, ka primārā sprādziena radītais rentgena un gamma starojums varētu nodot pietiekami daudz enerģijas sekundārajai sastāvdaļai, kas atrodas kopīgā apvalkā ar primāro, lai veiktu pietiekamu sabrukumu (saspiešanu) un ierosinātu kodoltermisko reakciju. . Vēlāk Tellers, viņa atbalstītāji un nelabvēļi apsprieda Ulama ieguldījumu šī mehānisma teorijā.
Ūdeņraža vai kodoltermiskā bumba kļuva par ASV un PSRS bruņošanās sacensību stūrakmeni. Abas lielvaras jau vairākus gadus strīdas par to, kurš būs pirmais jauna veida iznīcinošā ieroča īpašnieks.
kodoltermisko ieroču projekts
Aukstā kara sākumā ūdeņraža bumbas pārbaude bija svarīgākais arguments PSRS vadībai cīņā pret ASV. Maskava vēlējās panākt kodolparitāti ar Vašingtonu un ieguldīja milzīgas naudas summas bruņošanās sacensībās. Tomēr darbs pie ūdeņraža bumbas izveides sākās nevis pateicoties dāsnajam finansējumam, bet gan slepeno aģentu ziņojumiem Amerikā. 1945. gadā Kremlis uzzināja, ka ASV gatavojas radīt jaunu ieroci. Tā bija superbumba, kuras projekts saucās Super.
Vērtīgās informācijas avots bija ASV Losalamosas Nacionālās laboratorijas darbinieks Klauss Fukss. Viņš sniedza Padomju Savienībai konkrētu informāciju, kas attiecās uz superbumbas slepeno attīstību Amerikā. Līdz 1950. gadam Super projekts tika izmests miskastē, jo Rietumu zinātniekiem kļuva skaidrs, ka šāda jauna ieroča shēma nav īstenojama. Šīs programmas vadītājs bija Edvards Tellers.
1946. gadā Klauss Fukss un Džons izstrādāja Super projekta idejas un patentēja savu sistēmu. Principiāli jaunums tajā bija radioaktīvās sabrukšanas princips. PSRS par šo shēmu sāka apsvērt nedaudz vēlāk - 1948. gadā. Kopumā mēs varam teikt, ka sākotnējā posmā tas pilnībā balstījās uz amerikāņu informāciju, ko saņēma izlūkdienesti. Bet, turpinot pētījumus, pamatojoties uz šiem materiāliem, padomju zinātnieki ievērojami apsteidza savus Rietumu kolēģus, kas ļāva PSRS vispirms iegūt pirmo un pēc tam visspēcīgāko kodoltermisko bumbu.
1945. gada 17. decembrī Padomes pakļautībā izveidotās īpašās komitejas sēdē Tautas komisāri PSRS, kodolfiziķi Jakovs Zeļdovičs, Īzaks Pomerančuks un Jūlijs Hartions sagatavoja ziņojumu "Gaismas elementu kodolenerģijas izmantošana". Šajā rakstā tika apsvērta iespēja izmantot deitērija bumbu. Šī runa bija padomju kodolprogrammas sākums.
1946. gadā teorētiskās studijas pacēlāji tiek veikti Ķīmiskās fizikas institūtā. Pirmie šī darba rezultāti tika apspriesti vienā no Zinātniskās un tehniskās padomes sanāksmēm Pirmajā galvenajā direktorātā. Divus gadus vēlāk Lavrentijs Berija uzdeva Kurčatovam un Haritonam analizēt materiālus par fon Neimana sistēmu, kas tika nogādāti Padomju Savienībā, pateicoties slēptajiem aģentiem rietumos. Dati no šiem dokumentiem deva papildu impulsu pētījumam, pateicoties kuriem radās projekts RDS-6.
Evie Mike un Castle Bravo
1952. gada 1. novembrī amerikāņi izmēģināja pasaulē pirmo kodoltermisko bumbu, kas vēl nebija bumba, bet jau tā vissvarīgākā. komponents. Sprādziens notika Enivotek atolā Klusajā okeānā. un Staņislavs Ulams (katrs no viņiem patiesībā ir ūdeņraža bumbas radītājs) neilgi pirms tam izstrādāja divpakāpju dizainu, ko amerikāņi pārbaudīja. Ierīci nevarēja izmantot kā ieroci, jo tā tika ražota, izmantojot deitēriju. Turklāt tas izcēlās ar milzīgo svaru un izmēriem. Šādu šāviņu vienkārši nevarēja nomest no lidmašīnas.
Pirmās ūdeņraža bumbas pārbaudi veica padomju zinātnieki. Pēc tam, kad ASV uzzināja par veiksmīgu RDS-6 izmantošanu, kļuva skaidrs, ka ir nepieciešams pēc iespējas ātrāk samazināt plaisu ar krieviem bruņošanās sacensībās. Amerikāņu pārbaudījums tika izturēts 1954. gada 1. martā. Par testa vietu tika izvēlēts Bikini atols Māršala salās. Klusā okeāna arhipelāgi netika izvēlēti nejauši. Šeit gandrīz nebija iedzīvotāju (un tie daži cilvēki, kas dzīvoja tuvējās salās, eksperimenta priekšvakarā tika izlikti).
Postošākais amerikāņu ūdeņraža bumbas sprādziens kļuva pazīstams kā "Bravo pils". Uzlādes jauda izrādījās 2,5 reizes lielāka nekā gaidīts. Sprādziens izraisīja lielas teritorijas (daudzas salas un Klusais okeāns) piesārņojumu ar radiāciju, kas izraisīja skandālu un kodolprogrammas pārskatīšanu.
RDS-6 izstrāde
Pirmās padomju kodolbumbas projekts tika nosaukts par RDS-6s. Plānu uzrakstīja izcilais fiziķis Andrejs Saharovs. 1950. gadā PSRS Ministru padome nolēma koncentrēt darbu pie jaunu ieroču radīšanas KB-11. Saskaņā ar šo lēmumu zinātnieku grupa Igora Tamma vadībā devās uz slēgto Arzamas-16.
Īpaši šim grandiozajam projektam tika sagatavots Semipalatinskas izmēģinājumu poligons. Pirms ūdeņraža bumbas pārbaudes sākuma tur tika uzstādītas daudzas mērīšanas, filmēšanas un ierakstīšanas ierīces. Turklāt zinātnieku uzdevumā tur parādījās gandrīz divi tūkstoši rādītāju. Ūdeņraža bumbas izmēģinājuma skartajā teritorijā bija 190 būves.
Semipalatinskas eksperiments bija unikāls ne tikai jaunā ieroča veida dēļ. Tika izmantotas unikālas ķīmisko un radioaktīvo paraugu ieplūdes vietas. Tos varēja atvērt tikai spēcīgs triecienvilnis. Ierakstīšanas un filmēšanas ierīces tika uzstādītas speciāli sagatavotās nocietinātās konstrukcijās virszemē un pazemes bunkuros.
modinātājs
Vēl 1946. gadā Edvards Tellers, kurš strādāja ASV, izstrādāja RDS-6s prototipu. To sauca Modinātājs. Sākotnēji šīs ierīces projekts tika piedāvāts kā alternatīva Super. 1947. gada aprīlī Losalamos laboratorijā sākās vesela virkne eksperimentu, lai izpētītu kodoltermisko principu būtību.
No Modinātāja zinātnieki gaidīja vislielāko enerģijas izdalīšanos. Rudenī Tellers nolēma kā ierīces degvielu izmantot litija deiterīdu. Pētnieki šo vielu vēl nebija lietojuši, taču gaidīja, ka tā paaugstinās efektivitāti.Interesanti, ka Tellers jau savās piezīmēs atzīmēja kodolprogrammas atkarību no datoru tālākās attīstības. Šis paņēmiens bija vajadzīgs zinātniekiem precīzākiem un sarežģītākiem aprēķiniem.
Modinātājam un RDS-6 bija daudz kopīga, taču tie daudzējādā ziņā atšķīrās. Amerikāņu variants tā izmēra dēļ nebija tik praktiska kā padomju. Lieli izmēri viņš mantoja no Super projekta. Galu galā amerikāņiem no šīs attīstības nācās atteikties. Pēdējie pētījumi notika 1954. gadā, pēc tam kļuva skaidrs, ka projekts ir nerentabls.
Pirmās kodoltermiskās bumbas sprādziens
Pirmā ūdeņraža bumbas pārbaude cilvēces vēsturē notika 1953. gada 12. augustā. No rīta pie apvāršņa parādījās spilgta zibspuldze, kas apžilbināja pat caur brillēm. RDS-6 sprādziens izrādījās 20 reizes spēcīgāks par atombumbu. Eksperiments tika uzskatīts par veiksmīgu. Zinātniekiem izdevās panākt svarīgu tehnoloģisku sasniegumu. Pirmo reizi kā degvielu izmantoja litija hidrīdu. 4 kilometru rādiusā no sprādziena epicentra vilnis iznīcināja visas ēkas.
Turpmākie ūdeņraža bumbas izmēģinājumi PSRS tika balstīti uz pieredzi, kas iegūta, izmantojot RDS-6. Šis postošais ierocis bija ne tikai visspēcīgākais. Svarīga bumbas priekšrocība bija tās kompaktums. Lādiņš tika ievietots bumbvedējā Tu-16. Panākumi ļāva padomju zinātniekiem tikt priekšā amerikāņiem. ASV tajā laikā bija termokodolierīce, mājas lielumā. Tas nebija transportējams.
Kad Maskava paziņoja, ka PSRS ūdeņraža bumba ir gatava, Vašingtona apstrīdēja šo informāciju. Galvenais amerikāņu arguments bija fakts, ka kodolbumbai jābūt ražotai pēc Tellera-Ulama shēmas. Tas bija balstīts uz radiācijas sabrukšanas principu. Šo projektu PSRS īstenos pēc diviem gadiem, 1955. gadā.
Vislielāko ieguldījumu RDS-6 izveidē sniedza fiziķis Andrejs Saharovs. Ūdeņraža bumba bija viņa prāta bērns - viņš bija tas, kurš tos ierosināja revolucionāriem tehniskie risinājumi, kas ļāva veiksmīgi pabeigt testus Semipalatinskas izmēģinājumu poligonā. Jaunais Saharovs nekavējoties kļuva par PSRS Zinātņu akadēmijas akadēmiķi, Sociālistiskā darba varoni un Staļina balvas laureātu. Apbalvojumus un medaļas saņēma arī citi zinātnieki: Jūlijs Haritons, Kirils Ščelkins, Jakovs Zeldovičs, Nikolajs Duhovs uc 1953. gadā ūdeņraža bumbas pārbaude parādīja, ka padomju zinātne spēj pārvarēt to, kas vēl nesen šķita fikcija un fantāzija. Tāpēc uzreiz pēc veiksmīgas RDS-6 sprādziena sākās vēl jaudīgāku lādiņu izstrāde.
RDS-37
1955. gada 20. novembrī PSRS notika kārtējais ūdeņraža bumbas izmēģinājums. Šoreiz tas bija divpakāpju un atbilda Tellera-Ulama shēmai. Bumbu RDS-37 gatavojās nomest no lidmašīnas. Taču, kad viņš pacēlās gaisā, kļuva skaidrs, ka pārbaudes būs jāveic ārkārtas situācijā. Pretēji sinoptiķu prognozēm laikapstākļi manāmi pasliktinājās, kā dēļ testu poligonu klāja blīvi mākoņi.
Pirmo reizi eksperti bija spiesti nosēdināt lidmašīnu ar kodolbumbu. Kādu laiku Centrālajā komandpunktā notika diskusija, ko darīt tālāk. Tika apsvērts priekšlikums nomest bumbu tuvumā esošajos kalnos, taču šis variants tika noraidīts kā pārāk riskants. Tikmēr lidmašīna turpināja riņķot netālu no poligona, ražojot degvielu.
Zeldovičs un Saharovs saņēma izšķirošo vārdu. Ūdeņraža bumba, kas nesprāga izmēģinājumu poligonā, būtu izraisījusi katastrofu. Zinātnieki saprata visu riska pakāpi un savu atbildību, tomēr viņi sniedza rakstisku apstiprinājumu, ka lidmašīnas nosēšanās būs droša. Visbeidzot Tu-16 apkalpes komandieris Fjodors Golovaško saņēma pavēli nolaisties. Nosēšanās bija ļoti gluda. Piloti parādīja visas savas prasmes un kritiskā situācijā nekrita panikā. Manevrs bija ideāls. Centrālais komandpunkts atviegloja elpu.
Ūdeņraža bumbas radītājs Saharovs un viņa komanda testus atlikuši. Otrais mēģinājums bija paredzēts 22. novembrī. Šajā dienā viss noritēja bez avārijas situācijām. Bumba tika nomesta no 12 kilometru augstuma. Kamēr šāviņš krīt, lidmašīnai izdevās atkāpties drošā attālumā no sprādziena epicentra. Dažas minūtes vēlāk kodolsēne sasniedza 14 kilometru augstumu, un tās diametrs bija 30 kilometri.
Sprādziens neiztika bez traģiskiem starpgadījumiem. No triecienviļņa 200 kilometru attālumā izsists stikls, kā rezultātā vairāki cilvēki guvuši traumas. Mirusi arī meitene, kura dzīvoja kaimiņu ciemā, uz kuras iebruka griesti. Vēl viens cietušais bija karavīrs, kurš atradās īpašā uzgaidāmajā zonā. Karavīrs zemnīcā aizmiga un nomira no nosmakšanas, pirms biedri paspēja viņu izvilkt.
"Cara bumbas" izstrāde
1954. gadā valsts labākie kodolfiziķi vadībā uzsāka cilvēces vēsturē jaudīgākās kodoltermiskās bumbas izstrādi. Šajā projektā piedalījās arī Andrejs Saharovs, Viktors Adamskis, Jurijs Babajevs, Jurijs Smirnovs, Jurijs Trutņevs u.c.. Savas jaudas un izmēra dēļ bumba kļuva pazīstama kā Cara Bomba. Projekta dalībnieki vēlāk atgādināja, ka šī frāze parādījās pēc Hruščova slavenā paziņojuma par "Kuzkas māti" ANO. Oficiāli projektu sauca AN602.
Septiņu attīstības gadu laikā bumba ir piedzīvojusi vairākas reinkarnācijas. Sākumā zinātnieki plānoja izmantot urāna komponentus un Jekyll-Hyde reakciju, taču vēlāk no šīs idejas nācās atteikties radioaktīvā piesārņojuma briesmu dēļ.
Izmēģinājums uz Jaunās Zemes
Kādu laiku Cara Bombas projekts tika iesaldēts, jo Hruščovs devās uz ASV un g. aukstais karš bija neliela pauze. 1961. gadā konflikts starp valstīm atkal uzliesmoja un Maskavā atkal atcerējās kodoltermiskos ieročus. Par gaidāmajiem pārbaudījumiem Hruščovs paziņoja 1961. gada oktobrī PSKP XXII kongresa laikā.
30. datumā Tu-95V ar bumbu uz borta pacēlās no Olenjas un devās uz Jaunā Zeme. Lidmašīna sasniedza mērķi divas stundas. Vēl viena padomju ūdeņraža bumba tika nomesta 10,5 tūkstošu metru augstumā virs Sausā deguna kodolizmēģinājumu poligona. Šāviņš eksplodēja, vēl atrodoties gaisā. Parādījās uguns bumba, kuras diametrs sasniedza trīs kilometrus un gandrīz pieskārās zemei. Pēc zinātnieku domām, sprādziena radītais seismiskais vilnis planētu šķērsoja trīs reizes. Trieciens bija jūtams tūkstoš kilometru attālumā, un visas dzīvās būtnes simts kilometru attālumā varēja iegūt trešās pakāpes apdegumus (tas nenotika, jo teritorija bija neapdzīvota).
Tolaik ASV jaudīgākā kodolbumba bija četras reizes mazāk jaudīga nekā cara Bomba. Padomju vadība bija apmierināta ar eksperimenta rezultātu. Maskavā viņi ieguva to, ko tik ļoti gribēja no nākamās ūdeņraža bumbas. Pārbaude parādīja, ka PSRS ir daudz spēcīgāki ieroči nekā ASV. Nākotnē postošais cara Bombas rekords nekad netika pārspēts. Visspēcīgākais ūdeņraža bumbas sprādziens bija pagrieziena punkts zinātnes un aukstā kara vēsturē.
Citu valstu kodoltermiskie ieroči
Lielbritānijā ūdeņraža bumbas izstrāde sākās 1954. gadā. Projekta vadītājs bija Viljams Pennijs, kurš iepriekš bija Manhetenas projekta dalībnieks ASV. Britiem bija informācijas drupatas par kodoltermisko ieroču uzbūvi. Amerikāņu sabiedrotie ar šo informāciju nedalījās. Vašingtona atsaucās uz likumu par atomu enerģija pieņemts 1946. gadā. Vienīgais izņēmums britiem bija atļauja novērot testus. Turklāt viņi izmantoja lidmašīnas, lai savāktu paraugus, kas palikuši pēc amerikāņu šāviņu sprādzieniem.
Sākumā Londonā viņi nolēma aprobežoties ar ļoti spēcīgas atombumbas izveidi. Tā sākās Orange Herald testēšana. To laikā visspēcīgākais no ne kodoltermiskās bumbas cilvēces vēsturē. Tās trūkums bija pārmērīgas izmaksas. 1957. gada 8. novembrī tika izmēģināta ūdeņraža bumba. Britu divpakāpju ierīces radīšanas vēsture ir veiksmīga progresa piemērs apstākļos, kad divas lielvaras strīdas savā starpā.
Ķīnā ūdeņraža bumba parādījās 1967. gadā, Francijā - 1968. gadā. Tādējādi šodien ir pieci štati to valstu klubā, kurām ir kodolieroči. Pretrunīgas joprojām ir par ūdeņraža bumbu Ziemeļkoreja. KTDR vadītājs paziņoja, ka viņa zinātnieki spējuši izstrādāt šādu šāviņu. Pārbaužu laikā seismologi dažādas valstis reģistrēta kodolsprādziena izraisīta seismiskā aktivitāte. Taču konkrētas informācijas par ūdeņraža bumbu KTDR joprojām nav.
ŪDEŅRAŽA BOMBA, lielas iznīcinošas jaudas ierocis (TNT ekvivalentā no megatonnām), kura darbības princips ir balstīts uz vieglo kodolu termokodolsintēzes reakciju. Sprādziena enerģijas avots ir procesi, kas līdzīgi tiem, kas notiek uz Saules un citām zvaigznēm.
1961. gadā notika visspēcīgākais ūdeņraža bumbas sprādziens.
30. oktobra rītā plkst.11.32. virs Novaja Zemļas Mitjuši līča rajonā 4000 m augstumā virs zemes virsmas tika uzspridzināta ūdeņraža bumba ar 50 miljonu tonnu TNT jaudu.
Padomju Savienība izmēģināja visspēcīgāko kodoltermisko iekārtu vēsturē. Pat "puses" versijā (un šādas bumbas maksimālā jauda ir 100 megatonnas) sprādziena enerģija bija desmit reizes lielāka par visu sprāgstvielu kopējo jaudu, ko Otrā pasaules kara laikā izmantoja visas karojošās puses (ieskaitot atombumbas, kas nomestas uz Hirosimu un Nagasaki). Sprādziena radītais triecienvilnis ap zemeslodi aplidoja trīs reizes, pirmo reizi 36 stundu un 27 minūšu laikā.
Gaismas uzliesmojums bija tik spilgts, ka, neskatoties uz nepārtraukto mākoņainību, tas bija redzams pat no komandpunkta Belušja Gubas ciematā (gandrīz 200 km attālumā no sprādziena epicentra). Sēņu mākonis pacēlās 67 km augstumā. Sprādziena brīdī, kamēr bumba ar milzīgu izpletni lēnām nolaidās no 10 500 augstuma līdz aprēķinātajai detonācijas vietai, nesējlidmašīna Tu-95 ar apkalpi un tās komandieri majoru Andreju Jegoroviču Durnovcevu jau atradās drošā zona. Komandieris atgriezās savā lidlaukā kā pulkvežleitnants, Padomju Savienības varonis. Pamestā ciematā - 400 km attālumā no epicentra - tika sagrautas koka mājas, un akmens mājas zaudēja jumtus, logus un durvis. Daudzus simtus kilometru no izmēģinājumu vietas sprādziena rezultātā gandrīz stundu mainījās apstākļi radioviļņu pārejai, un radio sakari pārtrūka.
Bumbu izstrādāja V.B. Adamskis, Yu.N. Smirnovs, A.D. Saharovs, Yu.N. Babajevs un Yu.A. Trutņevs (par to Saharovs tika apbalvots ar trešo Sociālistiskā darba varoņa medaļu). "Ierīces" masa bija 26 tonnas, tās transportēšanai un nomešanai tika izmantots īpaši pārveidots stratēģiskais bumbvedējs Tu-95.
"Superbumba", kā to nodēvēja A. Saharovs, neietilpa lidmašīnas bumbas nodalījumā (tās garums bija 8 metri un diametrs aptuveni 2 metri), tāpēc fizelāžai tika izgriezta bezenerģijas daļa un speciāla. viens tika uzstādīts pacelšanas mehānisms un ierīce bumbas piestiprināšanai; lidojuma laikā tas joprojām izceļas vairāk nekā puse. Viss lidaparāta korpuss, pat propelleru lāpstiņas bija pārklātas ar īpašu baltu krāsu, kas sprādziena laikā pasargā no gaismas uzplaiksnījumiem. Pavadītās laboratorijas lidmašīnas korpuss tika pārklāts ar tādu pašu krāsu.
Lādiņa, kas Rietumos saņēma nosaukumu "cara Bomba", sprādziena rezultāti bija iespaidīgi:
* Sprādziena kodolieroču "sēne" pacēlās 64 km augstumā; tās vāciņa diametrs sasniedza 40 kilometrus.
Uzliesmojusi ugunsbumba atsitās pret zemi un gandrīz sasniedza bumbas izlaišanas augstumu (t.i., sprādziena ugunsbumbas rādiuss bija aptuveni 4,5 kilometri).
* Radiācija radīja trešās pakāpes apdegumus līdz simts kilometru attālumā.
* Radiācijas emisijas maksimumā sprādziens sasniedza 1% no saules jaudas.
* Sprādziena radītais triecienvilnis trīs reizes riņķoja ap zemeslodi.
* Atmosfēras jonizācija radījusi radio traucējumus pat simtiem kilometru no testa vietas uz vienu stundu.
* Aculiecinieki juta triecienu un varēja aprakstīt sprādzienu tūkstoš kilometru attālumā no epicentra. Arī triecienvilnis zināmā mērā saglabāja savu postošo spēku tūkstošiem kilometru attālumā no epicentra.
* Akustiskais vilnis sasniedza Diksonas salu, kur sprādziena vilnis mājām izsita logus.
Šī izmēģinājuma politiskais rezultāts bija Padomju Savienības demonstrācija par neierobežotas jaudas masu iznīcināšanas ieroča glabāšanu - ASV izmēģinātās bumbas maksimālā megatonnāža līdz tam laikam bija četras reizes mazāka nekā cara Bombai. Patiešām, ūdeņraža bumbas jaudas palielināšana tiek panākta, vienkārši palielinot darba materiāla masu, tāpēc principā nav nekādu faktoru, kas liegtu izveidot 100 megatonu vai 500 megatonu ūdeņraža bumbu. (Patiesībā Cara Bomba bija paredzēta 100 megatonu ekvivalentam; plānotā sprādziena jauda tika samazināta uz pusi, saskaņā ar Hruščova teikto, "Lai Maskavā neizsistu visu stiklu"). Ar šo testu Padomju Savienība demonstrēja spēju izveidot jebkuras jaudas ūdeņraža bumbu un līdzekli bumbas nogādāšanai detonācijas punktā.
kodoltermiskās reakcijas. Saules iekšpuse satur milzīgu daudzumu ūdeņraža, kas atrodas superaugstas saspiešanas stāvoklī apm. 15 000 000 K. Pie tik augstas temperatūras un plazmas blīvuma ūdeņraža kodoli pastāvīgi saskaras viens ar otru, daži no tiem beidzas ar to saplūšanu un galu galā ar smagāku hēlija kodolu veidošanos. Šādas reakcijas, ko sauc par kodolsintēzi, pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās. Saskaņā ar fizikas likumiem enerģijas izdalīšanās kodolsintēzes laikā ir saistīta ar to, ka, veidojoties smagākam kodolam, daļa no tā sastāvā iekļauto vieglo kodolu masas tiek pārvērsta kolosālā enerģijas daudzumā. Tieši tāpēc Saule, kam ir gigantiska masa, zaudē apm. 100 miljardus tonnu matērijas un atbrīvo enerģiju, pateicoties kam kļuva iespējama dzīvība uz Zemes.
Ūdeņraža izotopi.Ūdeņraža atoms ir vienkāršākais no visiem esošajiem atomiem. Tas sastāv no viena protona, kas ir tā kodols, ap kuru griežas viens elektrons. Rūpīgi pētījumi par ūdeni (H 2 O) ir parādījuši, ka tas satur niecīgu daudzumu "smagā" ūdens, kas satur ūdeņraža "smago izotopu" - deitēriju (2 H). Deitērija kodols sastāv no protona un neitrona, neitrālas daļiņas, kuras masa ir tuvu protona masai.
Ir trešais ūdeņraža izotops, tritijs, kura kodolā ir viens protons un divi neitroni. Tritijs ir nestabils un tiek pakļauts spontānai radioaktīvai sabrukšanai, pārvēršoties par hēlija izotopu. Tritija pēdas ir atrastas Zemes atmosfērā, kur tas veidojas kosmisko staru mijiedarbības rezultātā ar gaisu veidojošām gāzes molekulām. Tritiju iegūst mākslīgi kodolreaktorā, apstarojot litija-6 izotopu ar neitronu plūsmu.
Ūdeņraža bumbas izstrāde. Sākotnējā teorētiskā analīze parādīja, ka kodolsintēzi visvieglāk var veikt deitērija un tritija maisījumā. Pamatojoties uz to, ASV zinātnieki 50. gadu sākumā sāka īstenot projektu, lai izveidotu ūdeņraža bumbu (HB). Pirmie kodolierīces modeļa testi tika veikti Enivetokas izmēģinājumu poligonā 1951. gada pavasarī; kodolsintēze bija tikai daļēja. Ievērojami panākumi tika gūti 1951. gada 1. novembrī, izmēģinot masīvu kodolierīci, kuras sprādziena jauda bija 4? 8 Mt TNT ekvivalentā.
Pirmā ūdeņraža aviācijas bumba tika uzspridzināta PSRS 1953. gada 12. augustā, bet 1954. gada 1. martā amerikāņi uzspridzināja jaudīgāku (apmēram 15 Mt) aviācijas bumbu Bikini atolā. Kopš tā laika abas lielvaras ir detonējušas modernus megatonu ieročus.
Sprādzienu Bikini atolā pavadīja liels daudzums radioaktīvu vielu. Daži no tiem nokrita simtiem kilometru attālumā no sprādziena vietas uz Japānas zvejas kuģa Lucky Dragon, bet citi aptvēra Rongelapas salu. Tā kā kodolsintēze rada stabilu hēliju, tīri ūdeņraža bumbas sprādzienā radioaktivitātei nevajadzētu būt lielākai par kodoltermiskās reakcijas atomu detonatora radioaktivitāti. Tomēr aplūkojamajā gadījumā prognozētais un faktiskais radioaktīvo nokrišņu daudzums un sastāvs būtiski atšķīrās.
Ūdeņraža bumbas darbības mehānisms. Ūdeņraža bumbas sprādziena laikā notiekošo procesu secību var attēlot šādi. Pirmkārt, termokodolreakcijas iniciatora lādiņš (maza atombumba) HB apvalka iekšpusē eksplodē, izraisot neitronu uzliesmojumu un radot augstu temperatūru, kas nepieciešama kodolsintēzes ierosināšanai. Neitroni bombardē ieliktni, kas izgatavota no litija deiterīda - deitērija savienojuma ar litiju (tiek izmantots litija izotops ar masas skaitli 6). Litiju-6 neitroni sadala hēlijā un tritijā. Tādējādi atomu drošinātājs rada sintēzei nepieciešamos materiālus tieši pašā bumbā.
Tad deitērija un tritija maisījumā sākas kodoltermiskā reakcija, temperatūra bumbas iekšpusē strauji paaugstinās, saplūšanā iesaistot arvien vairāk ūdeņraža. Ar tālāku temperatūras paaugstināšanos varētu sākties reakcija starp deitērija kodoliem, kas raksturīga tīri ūdeņraža bumbai. Visas reakcijas, protams, notiek tik ātri, ka tās tiek uztvertas kā tūlītējas.
Dalīšana, sintēze, dalīšana (superbumba). Faktiski bumbā iepriekš aprakstītā procesu secība beidzas deitērija reakcijas stadijā ar tritiju. Turklāt bumbu dizaineri izvēlējās izmantot nevis kodolu saplūšanu, bet gan to skaldīšanu. Deitērija un tritija kodolu saplūšana rada hēliju un ātrus neitronus, kuru enerģija ir pietiekami liela, lai izraisītu urāna-238 kodolu (galvenais urāna izotops, daudz lētāks nekā parastajās atombumbās izmantotais urāns-235) skaldīšanu. Ātrie neitroni sadala superbumbas urāna apvalka atomus. Vienas tonnas urāna skaldīšana rada enerģiju, kas līdzvērtīga 18 Mt. Enerģija iet ne tikai uz sprādzienu un siltuma izdalīšanos. Katrs urāna kodols ir sadalīts divos ļoti radioaktīvos "fragmentos". Sadalīšanās produkti ietver 36 dažādus ķīmiskos elementus un gandrīz 200 radioaktīvos izotopus. Tas viss veido radioaktīvos nokrišņus, kas pavada superbumbu sprādzienus.
Pateicoties unikālajam dizainam un aprakstītajam darbības mehānismam, šāda veida ieročus var izgatavot pēc vēlēšanās. Tas ir daudz lētāks nekā tādas pašas jaudas atombumbas.